透水混凝土的制备研究

透水混凝土的制备研究

宋敏仪 黄镇斌

山东协和学院 山东济南 250107

摘要

随着我国的社会发展，城市化进程不断推进，环保发展，可持续性发展逐渐受到重视，海绵城市建设被摆上议事日程，2015年，济南入选国家海绵城市试点城市，通过此举让泉城告别了雨季“看海”的模式，海绵城市就是通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，提升城市对雨水的调控能力，带来“会呼吸”的城市生活。

透水混凝土作为海绵城市建设的主要材料又称多孔混凝土。是由粗骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料或含量极少。透水混凝土由粗骨料表面包覆薄层水泥浆相互粘结而形成孔隙均匀分布的蜂窝状结构，因而具有透气、透水和重量轻的特点。本文就透水混凝土制备过程进行分析讨论。

关键词：透水混凝土 制备

一、透水混凝土应具备的特点

透水混凝土具高透水率、高承载力、高散热性、生态环保性、艺术装饰性、防滑降噪性、抗冻融、耐用性、调节地表温度，易清洗维护等特点

高透水性，空隙率11-17%，使雨水能够快速渗透。

高承载力，承载力根据配合比配置可以达到C20-C40等不同抗压强度的混凝土。

易维护性，因高透水性所必须的空隙造成人们担心孔隙堵塞问题，特有的透水性铺装系统使其只需通过高压水洗的方式就可以轻而易举的解决。

抗冻融性，符合标准的透水混凝土经过25次冻融循环后其抗压损失率小于20%，质量损失小于5%。

耐用性，透水性地坪的耐用耐磨性能优于沥青，接近于普通的地坪，避免了一般透水砖存在的使用年限短，不经济等缺点。

高散热性，材料的密度本身较低（11-17%的空隙）降低了热储存的能力，独特的孔隙结构使得较低的地下温度传入地面从而降低整个铺装地面的温度。

二、透水混凝土制备过程

透水混凝土最基本的特征是混凝土，因此透水混凝土的制备也必须满足混凝土的制备要求，以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成。透水混凝土的性能受到多方面因素的影响，因此研究透水混凝土的性能需要综合考虑多种因素，从而得到适用于不同条件下的透水混凝土配合比设计方法。因透水混凝土的透水性，原材中不含细骨料或含量较少。为达到混凝土的强度等级必须严格进行配合比试验，在生产过程中也必须严格按照配合比添加原材及外加剂。

粗骨料采用无粉尘、含泥量低的石子，石子粒径在2.4—13.2mm之间。根据透水混凝土用途选择添加或不添加细骨料，如添加细骨料，一般需控制不超过粗骨料的25%。

水泥可选择符合国家标准的42.5及以上普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥。

水宜达到饮用水标准，氯离子含量满足国家标准，否则过高的含量会引起返碱。

外加剂应选择符合国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）的产品型号，使用前需征得业主、监理的认可。

购买的透水混凝土增强料应附有生产厂家的使用说明书和质量保证书，增强料的主要作用是增强混凝土的和易性和粘稠度；增加水泥的表面活性、转化水泥基的分散性；保持混凝土的浆体包裹的骨料表面的稳定性；大幅提高水泥水化体的抗压强度和粘结强度；提高混凝土的抗冻融性、耐久性和耐候性。

原材料应有防潮措施，进行配合比试验时应测定骨料含水率，实际使用时应根据骨料含水率的变化及时调整配合比。

可根据配合比及强度等级要求增加掺合料，掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉及根据需要的颜色添加颜料等。透水混凝土强度根据需要一般在C20-C40之间，因此推荐原材用量：凝胶材料（增强料和水泥）300-450kg/m³，粗骨料1300-1500kg/m³，水胶比为0.28-0.32。

混凝土拌合分自落式和强制式，采用自落式时，将配好的粗骨料、水泥、增强料、外加剂放入搅拌机，先搅拌60秒，再讲计量好的水分2到3次加入搅拌机进行搅拌，搅拌时间为120-300秒之间。如采用强制式，先加入50%的水和粗骨料搅拌30秒，然后加入其他原材进行搅拌40秒，最好加入剩余的水搅拌50秒。因为透水混凝土属干料性质，初凝快，为留出运输和浇筑时间搅拌时间不得过长。

混凝土出料至浇筑完毕所允许的最长时间是实验室根据水泥初凝时间和当时的气温所确定。一般气温越高允许时间越短，如气温在5-10℃时允许2小时，而在30℃时只有大约45分钟。浇筑时应避开雨天，雨季施工应设有排水设施。

透水混凝土出料及浇筑时应留设试块，分别进行标养和同条件养护。

三、透水混凝土施工

浇筑：在浇筑之前，基层必须先用水湿润。否则透水混凝土快速失水份会减弱骨料间的粘结强度。由于透水混凝土拌合物比较干硬，将拌和好的透水混凝土在基层上铺平即可。透水混凝土接缝的设置与普通混凝土基本相同，缩缝等距布设，间距不宜超过 6m 。

振捣：在浇注过程中不宜强烈振捣或夯实。一般用平板振动器轻振。注意不得使用高频振捣器，否则会使混凝土过于密实面减少孔隙率，并影响透水效果。同时高频振捣器也会使水泥浆体从粗骨料表面离析出来，流入底部形成一个不透水层，使材料失去透水性。

抹平：振捣以后，应进一步采用抹平机进行抹平以达到表面美观平整的。

养护：透水混凝土由于存在大量的孔洞，易失水，干燥很快，所以养护非常重要。尤其是早期养护，要注意避免地坪中水分大量蒸发。通常透水混凝土拆模时间比普通混凝土短，如此其侧面和边缘就会暴露于空气中，应用塑料薄膜或彩条布及时覆盖路面和侧面，以保证湿度和水泥充分水化。透水混凝土应在浇注后1天开始洒水养护，淋水时不宜用压力水柱直冲混凝土表面，这样会带走一些水泥浆，造成一些较薄弱的部位。透水混凝土的浇水养护时间应不少于7天。

四、透水混凝土常见问题及应对方法

混凝土出现掉粒。主要原因在于胶粘石路面施工时，表面精收光工序处理不到位，收面时应加大收面力度，使抹光过程充分压实胶粘石彩石，同时，边角位置应人工收面，并保证胶粘石路面表面石子全部收平，没有翘立的石子。石子一定要干燥并与粘合剂充分拌合。

混凝土开裂，主要原因在于基层施工未夯实或没有合理留出施工伸缩缝。因此混凝土浇筑前，基层一定压实夯实；混凝土浇筑时合理设置分隔缝，伸缩缝应用伸缩条于施工时设置。

五、透水混凝土应用前景

透水混凝土具高透水率、高承载力、高散热性、生态环保性、艺术装饰性、防滑降噪性、抗冻融耐用性、调节地表温度，具易清洗维护等特点，是一种能够有效补充地下水，缓解城市热岛效应的方案。具有很强的实用性能以及较高的环保价值，利于环境的良性发展。是“建设部科技成果重点推广项目”，广泛适用于人行道、自行车道、轻型车道、露天停车场及公园游道、绿化景观小道等场所。

【参考文献】

行业标准：《透水水泥混凝土路面技术规程》 CJJ/T 135-2009

混凝土对海绵城市建设的应用 作者：胡振宝 单位：山东路桥市政公司